Из чего состоит ракета: РАКЕТА • Большая российская энциклопедия

Вы спросили: как делается космическая ракета?

Ракеты несут топливо, которое сгорает внутри камеры. Топливо горит, когда оно смешивается с газообразным кислородом и воспламеняется. Когда топливо сгорает, выделяется горячий газ, который выходит через отверстие в задней части камеры. Сила газа, движущегося назад, толкает ракету вперед.

Ракета состоит из конструкции, реактивного двигателя и полезной нагрузки. Конструкция служит для размещения баков топлива и окислителя (окислителя) и полезной нагрузки. … Затем этот газ расширяется в сопле, как в химических ракетах.

Все современные космические корабли используют для запуска химические ракеты (жидкостные или твердотопливные ракеты), хотя некоторые (такие как Pegasus Rocket и SpaceShipOne) использовали на первой ступени двигатели, потребляющие атмосферный кислород.

Основным топливом, используемым в ракетах и ​​спутниках, являются гидразин, являющийся горючим, и четырехокись азота, вещество, вызывающее реакцию горения.

Ракеты работают по закону Ньютона, закону действия и противодействия. В основном они состоят из снаряда, который несет внутри себя топливо – твердое или жидкое. … Эта реакция, которую мы называем тягой, и выброс газов толкают ракету вперед.

В НАСА, чтобы стать астронавтом, требуется свободное владение английским языком, а также степень бакалавра и магистра в области точных наук — инженерии, математики, физики — или биологических наук. В дополнение к учебе НАСА требует опыт работы не менее трех лет в профессиональной сфере и XNUMX часов пилотирования реактивных самолетов.

Аэрокосмический инженер может выполнять такие действия, как: Разработка инновационных технологий и защитных систем для использования в авиационной отрасли. Выступая в конструктивном проектировании самолетов, с управлением и навигацией или даже с производством систем космической связи.

По данным НАСА, строительство космического корабля «Индевор» обошлось в 1,7 году примерно в 1991 миллиарда долларов США. Это пятый и самый последний космический корабль, несмотря на то, что он прекратил свою деятельность раньше, чем его предшественник, «Атлантис». Один запуск в космос стоит в среднем 450 миллионов долларов.

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) — агентство федерального правительства США, ответственное за исследования и разработку технологий и программ исследования космоса.

Ракета, подобная Ariane Европейского космического агентства, состоит на 98% из алюминиевых сплавов, того же материала, который используется в космических челноках. Это не самая легкая вещь, доступная в отрасли — углеродное волокно легче и прочнее.

Суборбитальные аппараты или исследовательские аппараты используются для суборбитальных миссий, способных запускать полезные нагрузки, состоящие из научных и технологических экспериментов, в условиях микрогравитации. Орбитальные аппараты или ракеты-носители спутников имеют основополагающее значение для развития космонавтики.

Среди основных используемых соединений — жидкий водород, жидкий кислород, гидразин и другие. Гидразин, как и другие вещества, высокотоксичен и обращение с ним требует использования защитной одежды и кислородных баллонов, что делает процесс подачи трудоемким и опасным.

Типы ракет. Существует четыре основных типа ракет: твердотопливные, жидкостные, электрические и ядерные.

Первая ступень ракеты Saturn V несет 203.400 770 галлонов (318.000 1.200.000 литров) керосина и XNUMX XNUMX галлонов (XNUMX XNUMX XNUMX литров) жидкого кислорода, необходимого для сгорания.

В некоторых случаях, например, в космическом корабле, в качестве веществ используются водород и кислород, образующие воду при горении. Но в большинстве случаев сжигание ископаемого топлива является лучшим вариантом, выбрасывая в атмосферу сотни тонн углекислого газа.

#космосиздома


Наиболее распространенный способ доставки частей пилотируемых кораблей «Союз» и ракет для их запуска — по железной дороге. Для этого используются специально оборудованные вагоны и приспособленные для этой цели вагонные разборные кузова, платформы и полувагоны, в которых космическую технику доставляют на космодром крупными блоками. Максимальная высота грузового транспортного средства с грузом не должна превышать 4,5 м. Это связано с высотным ограничением тоннелей, проводов линий связи и электропередач.


При проектировании ракет дальнего действия и космических аппаратов (КА), конечно, учитываются железнодорожные габариты, в которые должен вписываться любой перевозимый по железной дороге груз и сам вагон.


Рис. 1. Схема специального транспорта по перевозке РН


Специальные вагоны оборудованы установками поддержки определенного влажностного теплового режима. Эти вагоны собираются в литерные составы (поезда высокой важности), которые останавливаются только для техосмотра.


Бывали случаи аварийных ситуаций при перевозках частей космической техники. Например, космический корабль (КК) «Союз-ТМА-20» при перевозке на Байконур в 2010 году получил существенные повреждения, не позволившие ему в таком состоянии стартовать к МКС.


Во время транспортировки по железной дороге космический аппарат горизонтально закрепляется в хвостовой части и в районе стыка между бытовым отсеком и спускаемым аппаратом на выдвижной рампе в специальном вагоне. Один из сотрудников ракетно-космической отрасли так описывает аварию при перевозке: «При транспортировке корабля «Союз ТМА-20» произошел обрыв одного из крепежных элементов, в результате чего космический аппарат упал вниз и после этого при раскачивании вагона мог совершать поперечные колебания».


По данным источника, результатом аварии стало смещение более чем на 1,5 мм днища спускаемого аппарата. «Возможно, в нем возникли микротрещины, и выяснение целости конструкции днища можно провести только в заводских условиях, на Байконуре подобную операцию выполнить проблематично», — подчеркнул он.


Кроме того, был порван кожух, прикрывающий двигательную установку корабля. 


Итак, по железной дороге крупные части КК и ракеты «Союз» доставляются в монтажно-испытательный комплекс (МИКи) на космодром. Здесь производятся расконсервация, монтаж и дальнейшая подготовка оборудования для космического полета.


За 64 часа до запланированного старта ракету и КК в состыкованном положении вывозят на стартовую площадку.


Железнодорожная сеть Байконура составляет около 470 км неэлектрофицированных путей. Рельсы соединяют стартовые площадки, измерительные пункты, МИКи.


По традиции ракета «Союз» вывозится тепловозом на платформе-установщике в 7:00. Ведомый тепловозом ТЭМ2 состав состоит из платформы для ракеты-носителя (РН) и вагона с климатической установкой, соединенного с платформой-установщиком различными трубопроводами. Вагон с климатической установкой построен на Южмаше (сейчас г. Днепр) на базе восьмиосного вагона. Скорость движения состава строго ограничена 5 км в час. При транспортировке РН потяжелее, нежели «Союз», используются два тепловоза — спереди и сзади, так как путь имеет хотя и небольшие, но затяжные уклоны.


Рис. 2. Транспортировка РН на стартовый комплекс.


Машинист не может контролировать такую скорость спецпоезда по приборам, поэтому впереди состава идет сотрудник в ярком жилете, и машинист ориентируется по нему.


Ракету сопровождают руководители испытаний, разработчики систем, конструкторы.


Установщик доезжает до края газовода (углубления для отвода выбрасываемых ракетой газов) и останавливается. Паровоз «отстыковывается». Для точного подъезда к стартовой системе с минимальной скоростью головная часть платформы имеет автономный механизм передвижения с применением электромоторов.


Включаются электромоторы платформы-установщика, и она подвигается еще ближе к краю проема, точно в предназначенное место.


Рис. 3. Железный путь к стартовому столу


Вот он, впереди, — железнодорожный тупик. Теперь ракета переходит «в ведение» стартового стола. Начинают работать гидравлические домкраты и устанавливают ракету в вертикальное положение.


После железной дороги ракете предстоит космическая!


Пожелаем ей доброго пути. А нам с вами — новых встреч в блоге #КосмосИзДома!

Полет на орбиту

Изучение ракет – отличный способ для школьников
изучить основы силы и
реакция объекта на внешние силы.
Все ракеты используют
толкать
генерируемая двигательной установкой для преодоления
масса
ракеты. Для игрушечных ракет, например
топать ракетами,
бутылочные ракеты и
модели ракет, т.
аэродинамическое сопротивление и подъемная сила
являются важными силами, действующими на ракету.
Для ракет класса «воздух-воздух» и «земля-воздух» аэродинамический
силы тоже значительны. Для спутника
пусковые установки,
аэродинамические силы не так важны из-за
траектория полета на орбиту. Ракета выходит из атмосферы как
как можно быстрее, а затем набирает скорость, необходимую для того, чтобы оставаться на орбите.

На этом слайде мы показываем основные события в полете
двухступенчатый запуск на орбиту.
На протяжении всего полета вес ракеты постоянно
меняется из-за
сжигание
пропеллентов.
На запускаем ,
тяга, создаваемая
двигатель
больше, чем вес
ракета, и результирующая сила разгоняет ракету от площадки.
В отличие от моделей ракет, полномасштабные пусковые установки полагаются на
изысканный система наведения для балансировки и управления
ракета во время полета. Тяга ракеты составляет
на шарнире или вращается во время
полет производить маневры.
Покинув площадку, ракета начинает
вертикальный подъем с электроприводом.
Транспортное средство ускоряется из-за высокой тяги и уменьшения
веса и довольно быстро выходит из плотной атмосферы вблизи
поверхность земли. Хотя ракета летит
сверхзвуковое сопротивление
машина маленькая из-за
форма ракеты и нижняя часть воздуха
плотность на высоте.
По мере подъема ракета также начинает
подача
снова и
его траектория полета становится более наклонной к вертикали.

Через несколько минут после подъема большинство пусковых установок
сбросьте часть веса ракеты. Этот процесс
называется
постановка
и часто включает в себя зажигание второго двигателя или разгонного блока ,
пусковой установки. Отброшенный первый этап продолжается на
баллистический полет
обратно на землю. Первую ступень можно вернуть, как в случае с космическим челноком.
твердотопливные ракетные двигатели, а может и вовсе от него отказаться, как это было сделано
на лунных ракетах «Аполлон». Зажигалка,
верхняя ступень продолжает разгоняться под действием силы своего
двигатель и перейти в горизонтальное положение.
На точно определенной высоте и скорости разгонный блок
двигатель 92),
Re — средний радиус Земли (3963 мили), ч
высота орбиты в милях. Если ракета была запущена из
Луна или
Марс, ракете потребуется другая орбита
скорость из-за различного планетарного радиуса и гравитационного
постоянный.
Для орбиты высотой 100 миль вокруг Земли орбитальная скорость
составляет 17 478 миль в час. Зная скорость и радиус круговой орбиты, мы также можем
рассчитать время, необходимое для совершения оборота. Это время называется
92)

Мы разработали симулятор под названием
CircularOrbit, который вы можете использовать для изучения эффектов
высота, скорость и период обращения на орбите спутника вокруг любого
планета в солнечной системе.

Глядя на эти уравнения, мы видим, что по мере увеличения высоты над планетой
скорость, необходимая для поддержания орбиты, уменьшается. Космический корабль, летящий по более низкой орбите
должен двигаться быстрее, чем космический корабль, летящий на более высокой орбите.

Пока они не могут долететь до орбиты, есть
Доступны двухступенчатые модели ракет.
Вы можете изучить летные характеристики двухступенчатой ​​модели ракеты,
с использованием
RocketModeler III
программа моделирования.

Обратите внимание, что орбитальный полет представляет собой сочетание высоты и
горизонтальная скорость. Недавний полет космического корабля 1 приобрел
необходимой высоты, чтобы «выйти в космос», но не хватало горизонтальной
скорость, необходимая для «выхода на орбиту».


Экскурсии с гидом

  • Типы ракет:

  • Полномасштабные ракеты:

  • Калькулятор круговой орбиты:


Деятельность:


Похожие сайты:
Rocket Index
Rocket Home
Руководство для начинающих Home

Системы полезной нагрузки

+
Только текстовый сайт
+ Версия без Flash
+
Свяжитесь с Гленном

Изучение ракет – отличный способ для школьников
изучить основы силы и
реакция объекта на внешние силы.
Есть четыре основных
составные части
к любой полномасштабной ракете; в
структурная система,
или рама,
система полезной нагрузки ,
система наведения и
двигательная система.
На этой странице мы показываем некоторые типы полезной нагрузки, которую несут ракеты.

Полезная нагрузка ракеты зависит от миссии ракеты.
Первыми полезными нагрузками на ракетах были фейерверки для празднования
каникулы. Некоторые из ранних идей для бустера
постановка
были разработаны с целью поднять фейерверк как можно выше.
Во время Второй мировой войны фейерверки были заменены несколькими
тысяч фунтов взрывчатки на немецкой ракете Фау-2.
После Второй мировой войны многие страны разработали управляемые
баллистические ракеты
вооружены ядерными боеголовками для полезной нагрузки.
Эти же ракеты были модифицированы для запуска спутников с широким радиусом действия.
спектр миссий; связь, мониторинг погоды, шпионаж,
исследование планет и наблюдение.
На рисунке мы показываем снимок космического телескопа Хаббл.
который использовался для исследования дальнего космоса с
низкая околоземная орбита.

Самая важная полезная нагрузка, которую несет ракета
пространство
является человеком.
В начале 1960-х годов американские военные ракеты, такие как Redstone, Atlas,
и ракеты «Титан» были рассчитаны на то, чтобы нести «Меркурий» и
Космический корабль Gemini на орбиту. В
Советский Союз, межконтинентальная баллистическая ракета
был также модифицирован для запуска их Восток, Восток и Союз
пилотируемый космический корабль. На верхнем рисунке мы показываем космический корабль Gemini.
который впервые поднялся в воздух в середине 1960-е годы.
Близнецы несли двух астронавтов и использовались для разработки методов.
сближения, стыковки и выхода в открытый космос, а также изучить последствия
космические полеты продолжительностью до двух недель.
Во время лунной программы «Аполлон» семейство больших ракет-носителей под названием
Сатурны были разработаны в США. Сатурны были исключительно гражданскими.
пусковых установок и не использовались в военных целях. Следующий американец
пилотируемой пусковой установкой был космический шаттл, который использовался для размещения
и обслуживать как военные, так и гражданские спутники на орбите, чтобы обеспечить среду
продолжительность нахождения на орбите, а также для доставки материалов и экипажей на
с космических станций.


Экскурсии с гидом

  • Ракетные системы:

  • Система полезной нагрузки:

  • Полномасштабные ракеты:


Деятельность:


Похожие сайты:
Rocket Index
Ракетный дом
Руководство для начинающих Дом

 

+ Горячая линия главного инспектора
+ Данные о равных возможностях трудоустройства публикуются в соответствии с Законом об отсутствии страха
+ Бюджеты, стратегические планы и отчеты о подотчетности
+ Закон о свободе информации
+ Повестка дня президентского руководства
+ Заявление НАСА о конфиденциальности, Заявление об отказе от ответственности,
и Сертификат доступности

 

    Редактор: Том
Бенсон
Официальный представитель НАСА: Том
Бенсон
Последнее обновление: 13 мая 2021 г.

© 2021 Scientific World — научно-информационный журнал